[實用新型]一種聲懸浮及聲速測定實驗儀

有效

• 申請號: 201120413154.5
• 申請日: 2011-10-26
• 公開（公告）號: CN202282092U
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 馬國利;何秀國;邢萬東;王亞慧;張濤
• 申請（專利權）人: 濱州學院
• 主分類號: G09B23/14
• 分類號: G09B23/14;G01H5/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 商金婷

技術領域

?本實用新型涉及物理實驗測量儀，具體地講，涉及一種聲懸浮及聲速測定實驗儀。

背景技術

聲速的測量是大學物理實驗中非常重要的一個綜合性實驗，目前，市場上還沒有出現把聲懸浮演示及聲速測定組合在一起的儀器，并且兩件儀器單獨的價格都比較高，占用大量科研資金，此為現有技術的不足之處。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種聲懸浮及聲速測定實驗儀，實現了聲懸浮實驗演示和聲速測定實驗的組合。

本實用新型采用如下技術手段實現發明目的：

一種聲懸浮及聲速測定實驗儀，包括聲速測定組合儀，其特征是：所述聲速測定組合儀連接信號源裝置，所述聲速測定組合儀還連接電聲換能器，所述電聲換能器對應端設置有相配合的凹面反射端。

作為對本技術方案的進一步限定，所述信號源裝置包括變壓器及穩壓模塊、波形發生器、功放模塊、散熱裝置。

作為對本技術方案的進一步限定，所述波形發生器包括穩壓模塊、波形發生模塊、頻率放大模塊、波形接受模塊、顯示模塊。

與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果是：本實用新型設計的信號源裝置功能更加完善，使用更加方便，不僅實現了多種方法測量不同介質的聲速，又可利用電聲換能器和凹面反射端演示聲懸浮現象；懸浮穩定性強，采用凹面反射端，大大提高了懸浮的穩定性，不僅可以用于小球的懸浮，還可以實現多個小球的懸浮；可以實現活體懸浮，設計的實驗儀還可以在空氣中束縛生物活體，為懸浮條件下生命科學的研究提供實驗平臺，實現了螞蟻的懸浮，實驗操作簡單方便制作的信號源能產生穩定的頻率，且在精度范圍內可細微調節，輸出的正弦波信號幅度經過放大輸入給電聲換能器，使物體表面所受的聲輻射壓強pa較大，更容易實驗懸浮，打開信號源開關，微調頻率即可實現懸浮，實現了聲懸浮操作的簡單快捷，制作成本低，懸浮時間長。

附圖說明

圖1為本實用新型優選實施例的結構示意圖。

圖2為本實用新型優選實施例波形接受模塊原理圖。

圖3為本實用新型優選實施例變壓器原理圖。

圖4為本實用新型優選實施例穩壓模塊原理圖。

圖5為本實用新型優選實施例的功放模塊原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和優選實施例對本實用新型作更進一步的詳細描述。

本實用新型包括聲速測定組合儀、信號源裝置、電聲換能器、凹面反射端。所述聲速測定組合儀連接信號源裝置，所述聲速測定組合儀還連接電聲換能器，所述電聲換能器對應端設置有相配合的凹面反射端。

所述信號源裝置包括變壓器及穩壓模塊、波形發生器、功放模塊、散熱裝置。

所述波形發生器包括穩壓模塊、波形發生模塊、頻率放大模塊、波形接受模塊、顯示模塊。

波形發生模塊：使用芯片XR2206CP。該芯片是具有集成電路的函數信號發生器，能夠產生高品質的正弦波、三角波以及脈沖波，具有高穩定性和準確性。頻率調節范圍為1hz至1Mhz。對于頻率的調節使用了WH5-1A?6K8的電位器，能夠實現1hz單位的調節，使調節很方便。符合該作品設計要求，性價比高。

頻率放大模塊：使用芯片NE5532P。它是一種雙運放高性能低噪聲運算放大器，相比較大多數標準運算放大器，能顯示出更好的噪聲性能，提高輸出驅動能力和相當高的小信號和電源帶寬。

波形接收模塊:?該信號源包括四個接口：接換能器及波形（發射端）、換能器及波形（接收端）。

顯示模塊:使用了數碼管LG8012BH和芯片SN74HC164N。數碼管較大且顯示效果好，能夠顯示五位數字，對于讀數十分方便。

變壓器及穩壓模塊：該作品中使用了L7805、L7808、7908以及LM2596芯片。該模塊直接將日用的交流220v電壓變為穩定的實驗所需電壓。例如交流220V電壓接入變壓器后得到交流9V，再通過芯片L7805而得到直流5V。

功放模塊：使用芯片LM1875，LM1875是美國國家半導體公司九十年代初推出的一款音頻功放電集成電路，采用T0-220封裝外圍元件少，但是性能優異，具有頻率響應寬和速度快等特點。該芯片兩端可加載最大電壓達到±30V，能夠產生30W的功率。可將輸出信號的峰峰值增大到40V，大大符合該作品的設計要求。

散熱裝置：使用電壓12V功率2.4W的散熱風扇，運用兩個該信號風扇加在信號源封裝盒的后部。對于波形發生器以及穩壓模塊的散熱，運用20mm*20mm*35mm規格的散熱片。其散熱效果理想，能夠長時間的進行聲懸浮演示以及聲速測定實驗。

聲懸浮演示實驗采用單軸式聲懸浮實驗裝置，所需配件有電聲換能器及凹面反射端。換能器采用壓電陶瓷式換能器，其功能是把一定頻率的電信號轉換成同頻率的聲信號，或者把一定頻率的聲信號轉換成同頻率的電信號。對于凹面反射端，我們采用易拉罐飲料的瓶底（鋁制），能夠非常好的滿足實驗要求。對此既充分利用了生活中制造的垃圾，又實現了非常好的實驗效果。既大大降低了實驗的成本，又提高了懸浮的穩定性，使得在聲速測定的基礎上，聲懸浮現象的研究也可以在實驗室推廣。